智浪教育—普惠英才文库
B组成的系统机械能守恒,有:
1(mA?mB)v2?mBgH?mAgH 2解得,初始时B离地面的高学 科&网度H?0.6m 考点:自由落体运动,动量守恒定律,机械能守恒定律
11.(18分)平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ现象存在沿y轴负
方向的匀强电场,如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力,问: (1)粒子到达O点时速度的大小和方向; (2)电场强度和磁感应强度的大小之比。
【答案】(1)v?【解析】
角斜向上 (2)2v0,方向与x轴方向的夹角为45°
Ev0 ?B2智浪教育—普惠英才文库
解得:tan??1,即??45?,粒子到达O点时速度方向与x轴方向的夹角为45°角斜向上。 粒子到达O点时的速度大小为v?v0?2v0 ?cos45(2)设电场强度为E,粒子电荷量为q,质量为m,粒子在电场中受到的电场力为F,粒子在电场中运动的加速度:a?qE mv2 设磁感应强度大小为B,粒子做匀速圆周运动的半径为R,洛伦兹力提供向心力,有:qvB?mR根据几何关系可知:R?2L
整理可得:
Ev0 ?B2考点:带电粒子在复合场中的运动
12.(20分)电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运
载器。电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C。两根固定于水平面内的光
智浪教育—普惠英才文库
滑平行金属导轨间距为l,电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。首先开关S接1,使电容器完全充电。然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨。问:
(1)磁场的方向;
(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;
(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少。
BElB2l2C2E (3)Q2?22 【答案】(1)磁场的方向垂直于导轨平面向下 (2)a?mRBlC?m【解析】
开关S接2后,MN开始向右加速运动,速度达到最大值vm时,MN上的感应电动势:E??Blvm 最终电容器所带电荷量Q2?CE?
智浪教育—普惠英才文库
考点:电磁感应现象的综合应用,电容器,动量定理
智浪教育—普惠英才文库